光网络下一个前沿技术：空间利用率

本文来自：光通信观察

接入网络

接入网络直接为用户提供带宽，根据2017年思科发布的视觉网络指数（VNI）预测显示，消费者目前正以每年预计的速率推动带宽的增长：

• 移动网络47%的增长速率；

• IP网络24%的增长速率；

• 物联网网络链接，34%的增长速率。

为了应对这一增长速率，电信运营商均在大规模推动光纤网络建设。另外，在多数情况下，光纤基础设施可以为固定宽带、移动通信，以及越来越多的物联网连接提供通信服务，这也被成为融合网络。随着带宽需求的增加以及连接点的激增，推动着光缆向高芯数方向发展。同时，敷设光缆的物理空间有限，这给现有的基础设施带来巨大压力，因而需要最大化光缆中的光纤密度。

数据中心网络

在数据中心内部，脊叶架构正推动数百万的连接。为了实现交换机与交换机之间的连接，需要优先保留数据中心之间的点对点连接。因此，数据中心内的大量连接正在推动数据中心之间对高芯数互联光缆的需求。这些数据中心互联（DCI）的光缆中需要包含3000根或更多的光纤。

同时，权限下放的趋势是将数据中心分配到更靠近用户界面的位置。与接入网一样，DCI应用正在推动增加光纤数量和终端连接的分布，但同样，现有数据中心基础设施内的物理空间有限。实际上，高芯数光纤的光缆（3000+光纤）必须适用50mm的管道。

提高空间利用率需要复杂的光缆工程

光缆工程师目前面临的主要挑战是将尽可能多的光纤封装进尽可能细小的光缆中。然而，光学和机械性能参数以及工业设计和安装标准为理想的光缆解决方案留下了非常小的窗口。而目前空间利用率较高的两种光缆结构包括高密度微光缆和极高密度带状光缆。

微型光缆比传统的绞合松套管光缆体积小60%，轻70%。随着时间的推移光纤数量也随之增加，通过协同合作降低光缆直径的同时，也可通过光纤细小化来实现光缆小型化。传统的ITU-T G.652单模光纤在经过涂覆层后，光纤直径达到250µm，近年来，制造商生产出具有更薄涂层的G.652光纤，将总光纤直径缩减至200µm。为了拼接的目的，保持125µm的包层直径，但横截面积减少33%意味着可以将更多的光纤封装进光缆中。

管道小型化

微光缆敷设在微管道中，可以在以下两个关键情况下提升空间利用效率：

Overbuild——在原有管道中安装额外的光缆时，微型管道可安装的光纤数量比相同尺寸的松套管更多。

New Build——多路径微管与传统管道在相同占地面积的情况下，可以提供更大的容量。虽然两者成本相同，但在最初部署时，微管束在传统管道上提供了六条额外的管道，便于未来的网络升级。

超高密度带状光缆

在带状光缆中，标准的12色光纤被封装在光缆中。堆叠多个色带以在单根光缆中实现高达3456根光纤。直到最近，外径为32mm的带状光缆目前的最高芯数为1728根光纤，但今天，新一代超高密度带状光缆可以在相同尺寸下实现两倍的光纤。

总之，随着接入点分布和数据中心网络的致密化，将会有更多的光纤沿着更多的路径进行部署，但是部署光缆的物理管道空间有限。光纤光缆行业提供了提高空间利用率的光缆解决方案，包括单根千芯数极限密度带状光缆来应对多分布点和致密化的挑战。

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